Astrolabi oli keskiajan älykännykkä

Lewisin astrolabi teki varmasti hänen opiskelutoverinsa Oxfordissa kateudesta vihreiksi, mutta ennen kaikkea astrolabilla pystyi vastaamaan lähes kaikkiin keskiajan maailman tärkeisiin kysymyksiin.

Astrolabi auttoi esimerkiksi pappeja määrittämään päivän rukousajat, talonpoikia pitämään lukua vuodenajoista ja merenkulkijoita laskemaan kulloisenkin sijaintinsa. Se sekä sitoi maailmaa tiiviimmin yhteen että toisaalta avarsi sitä.

Sata vuotta Chaucerin pienen oppaan kirjoittamisen jälkeen eurooppalaiset varustautuivat astrolabein lähtiessään tutkimaan heille tuntemattomia maailmankartan valkoisia alueita ja rakentamaan ajan mittaan valtavia imperiumeja.

Kameli litisti maailman

Chaucer ei toki ollut itse keksinyt pojalleen lahjoittamaansa astrolabia, vaan se oli ikivanha keksintö. Joskus väitetään, että ensimmäisenä astrolabin rakensi kreikkalainen tähtitieteilijä Ptolemaios 100-luvulla jaa.

Tarinan mukaan Ptolemaios sai ajatuksen astrolabista, kun kameli kulki hänen hahmottelemansa maapallomallin päältä ja talloi sen littanaksi. Silloin hän keksi, että taivaankannesta voisi laatia litteän mallin, ja lukuasteikkojen ja tähtäimen avulla sen voisi muokata mittalaitteeksi.

Tarina ilmeisesti silkkaa mielikuvitusta, vaikka Ptolemaios olikin innokas astrolabin käyttäjä. Astrolabiin viittaavia mainintoja näet tunnetaan aina 200-luvulta eaa. lähtien. Tuolloin kreikkalainen Apollonios Pergalainen kertoi käyttäneensä vastaavaa laitetta tehdessään geometrisia laskelmia taivaankappaleiden liikkeistä.

Astrolabista kehitettiin vuosisatojen kuluessa yhä hienostuneempia versioita, mutta sen peruslähtökohta oli nerokkaan yksinkertainen. Aluksi se vain litteä levy, jonka molempia puolia käytettiin erilaisiin mittauksiin ja laskelmiin muun muassa levyn reunaan merkityn asteikon avulla.

Levyn etupuolelle oli kaiverrettu tähtitaivas, ja sen päällä pyöritettävä rete eli ”hämähäkki” kuvasi Auringon ja tärkeiden tähtien vuotuisia ratoja. Sen sai asetettua kuvaamaan juuri sitä tähtitaivasta, joka laitteen käyttäjällä oli näkyvissä.

Levyn taustapuolta käytettiin varsinkin astemittauksiin. Sen keskelle oli kiinnitetty pyöritettävä viivoitin eli alidadi, jossa oli myös tähtäin. Kiekkoa riiputettiin narusta, jotta se asettui suoraan, ja tähtäin kohdistettiin Aurinkoon tai muuhun taivaankappaleeseen, minkä jälkeen tähden sijainti voitiin lukea astrolabin asteikosta.

Jo tällä yksinkertaisella versiolla astrolabista voitiin esimerkiksi Auringon sijainnin perusteella laskea tarkasti, mitä kello oli, ja tuhannen vuoden kuluessa astrolabista kehittyi todella monipuolinen laite.

Muslimit tarvitsivat tiennäyttäjää

Vaikka Ptolemaios siis tuskin keksi astrolabia, sen käyttö ilmeisesti yleistyi silti pitkälti hänen ansiostaan. Hän asui Aleksandriassa, Rooman valtakunnan Egyptin-provinssissa, missä kaupungin lukuisat oppineet tottuivat astrolabin käyttöön. Matemaatikko Theon Aleksandrialainen kirjoitti ensimmäisen tunnetun astrolabioppaan 300-luvulla.

Paikalliset hallitsijat Lähi-idässä ja Pohjois-Afrikassa palkkasivat hoveihinsa kreikkalaisia tieteilijöitä, ja niin astrolabi levisi arabialaiseen maailmaan. Siellä monimutkaista instrumenttia, jossa oli paljon liikkuvia osia, osasi aluksi käyttää vain pääosin hoviastrologeista koostuva pieni piiri.

Astrolabi alkoi levitä yleiseen käyttöön vasta käsi kädessä uuden uskonnon, islamin, nousun kanssa 600-luvulla Arabian niemimaalla ja Lähi-idässä. Yksi islaminuskon tärkeimpiä elementtejä ovat viisi päivittäistä rukousta, jotka pitää tehdä oikeaan aikaan ja polvistuen pyhän Mekan kaupungin suuntaan.

Varhaisten muslimien oli erittäin vaikea pitää lukua siitä, milloin rukousajat päivän mittaan koittivat ja missä suunnassa Mekka kulloinkin oli, ja astrolabi oli kuin luotu auttamaan heitä näissä pulmissa.

Astrolabin avulla muslimit pystyivät aina selvittämään ilmansuunnat ja päivän rukousajat, ja toisin kuin tuon ajan muut ajan ja suunnan määrittämiseen käytettävät välineet, astrolabi oli niin pieni, että sitä oli helppo kuljettaa mukana kaikkialla.

Astrolabista tulikin nopeasti yleinen apuväline islamilaisessa maailmassa. Muslimien tähtitieteilijät myös jatkoivat laitteen kehitystyötä, ja pian sen avulla pysyi laskemaan myös esimerkiksi Niilin vuosittaisen tulvimisen alun ja lopun ajankohdan tai milloin jokin tietty tähtikuvio olisi näkyvissä taivaalla.

Astrolabi sai myös poliittista merkitystä muun muassa vuosina 754–775 hallinneen kalifi al-Mansurin aikana, sillä hän ratkaisi astrologiensa ja heidän astrolabiensa avulla kaikenlaisia pulmia perheen sisäisistä ongelmista aina Bagdadin suotuisimpaan perustamisajankohtaan vuonna 762.

Astrolabien valmistamisesta tuli suuresti kunnioitettua erikoiskäsityötä, ja parhaat astrolabien valmistajat saivat arvostetun aseman arabiemiirien hovissa. Eräs heistä oli Mariam al-Asturlabi, joka – kuten nimestä voi päätellä – oli astrolabien valmistajan tytär.

Mariam rakensi astrolabeja Aleppon emiirille 900-luvun puolivälissä ja oli oletettavasti työssään erityisen taitava, sillä yleensä naiset nousivat harvoin moiseen asemaan.

Astrolabista tuli vähitellen niin tunnettu asia arabimaailmassa, että persialainen runoilija Rumi käytti sitä vuoden 1258 tienoilla ylistävänä vertauskuvana:

”Ruumiisi ja älysi viehättävää hienostuneisuutta voi verrata astrolabiin.”

Tunnit olivat eripituisia

Astrolabi levisi Eurooppaan 900-luvulla muslimien tuolloin hallitsemalta Pyreneiden niemimaalta. Arabien tapaan eurooppalaisillakaan ei vielä ollut käytännöllisiä tapoja selvittää kellonaikaa.

Yleensä ihmiset vain katsoivat Aurinkoa ja päättelivät sen asemasta, elettiinkö aamua, päivää vai iltaa. Maaseudulla se usein riittikin, mutta esimerkiksi munkit, joiden piti harjoittaa hartautta tiettyihin aikoihin, tarvitsivat tarkempaa tietoa päivän kellonajoista.

Raamatun mukaan vuorokaudessa oli 24 tuntia: 12 yöllä ja 12 päivällä. Koska tunnit siis määrittyivät yön ja päivän eli valoisuuden ja pimeän mukaan, niiden pituus riippui vuodenajasta ja niitä oli vaikea seurata.

Talvella, kun aurinko paistoi vain lyhyen aikaa, päivän tunnit olivat lyhyitä ja yön pitkiä, kun taas valoisana kesäaikana tilanne oli juuri päinvastainen.

Monissa luostareissa käytettiin vesikelloja, jotka mittasivat aikaa tasaisesti tippuvan veden avulla. Siten tunnit olivat tasapituisia. Vesikellot eivät kuitenkaan olleet kovin tarkkoja, ja talvisin niissä oli vaarana veden jäätyminen ja kesäisin sen haihtuminen. Astrolabi oli siis monin tavoin paljon parempi ratkaisu.

Arabit olivat vuosisatojen mittaan parannelleet astrolabia monin tavoin niin, että siitä oli tullut todella paljon muutakin kuin pelkkä ajannäyttäjä: 900-luvun lopussa persialainen tieteilijä Abd al-Rahman al-Sufi kuvasi peräti yli tuhat erilaista tapaa, joilla astrolabia pystyi hyödyntämään.

Rakennusmestari pystyi esimerkiksi astrolabin avulla arvioimaan hankkeensa laajuuden, ja sotapäällikkö pystyi jo etäältä mittaamaan kaupungin muurien korkeuden ja selvittämään siten, kuinka korkeat hyökkäystikkaat piti rakentaa.

Maanomistajat ja ruhtinaat laskivat astrolabin avulla, koska oli verokeruun aika, ja viljelijät selvittivät, milloin piti kylvää pellot, jotta kasvukausi tuli parhaiten hyödynnettyä.

Astrolabi oli viisauden symboli

Monikäyttöisistä astrolabeista – sekä sen käytön hallitsevista ihmisistä – tuli hallitsijoiden hoveissa haluttuja.

Astrolabit olivat tärkeitä laitteita astrologiassa, jota pidettiin aiemmin tähtitieteen ja matematiikan veroisena täysivaltaisena tieteenalana. Hallitsijat kysyivät astrolabeja käyttäviltä astrologeiltaan, milloin oli tähtien asennon perusteella sopiva aika esimerkiksi lähteä sotaan, solmia poliittisia liittoja tai järjestää häitä.

Monimutkaiset astrolabit olivat kalliita, joten ne olivat myös haluttuja statussymboleja, jotka viestittivät omistajansa olevan viisas ja varakas.

Hallitsijat esittelivätkin astrolabejaan mieluusti arvovaltaisille vieraille tarkoituksena pönkittää omaa asemaansa ja synnyttää kateutta. Esimerkiksi Ranskan kuningas Kaarle V (1338–1380) omisti peräti 12 astrolabia, joista yksi oli kultainen ja kaksi hopeisia.

Jotkut hallitsijat opettelivat itsekin lukemaan astrolabia. Ehkä he eivät aina luottaneet astrologeihinsa, tai ehkä he vain olivat uteliaita ja halusivat itse laskea esimerkiksi taivaankappaleiden tulevia asemia.

Unkaria vuosina 1458–1490 hallinnut kuningas Matias Corvinus matkusti aina astrolabi mukanaan. Hän hyödynsi sitä niin laatiessaan taistelustrategioita kuin esimerkiksi valitessaan astrologisesti parhaat päivät allekirjoittaa diplomaattisia sopimuksia.

Tuolloin astrolabi oli jo levinnyt ympäri maailmaa, ja eurooppalaiset tutkimusmatkailijat kertoivat nähneensä astrolabeja muun muassa Kublai-kaanin hovissa Mongoliassa. Myös italialainen seikkailija Marco Polo kertoi kiinalaisten käyttäneen niitä Pekingissä.

Yksi maailman suurimmista astrolabi-intoilijoista oli intialainen suurmoguli Humayun, joka käytti omaisuuksia niiden hankkimiseen. Jaipurin kaupunkiin syntyi lukuisia työpajoja, joissa valmistettiin astrolabeja sekä suurmogulin hoviin että vientiin.

Kun Humayun oli menossa naimisiin vuonna 1541, hääpäivä päätettiin astrolabin avulla. Aikalaishistorioitsija Abu Fadl kertoi, että suurmoguli itse oli erittäin taitava astrolabin käyttäjä:

”Mitä tulee astrolabeihin, hänen majesteettinsa oli niiden käytön osalta alan etevimpien kärjessä.”

Porvaristo tyytyi puisiin versioihin

Lähes kaikki keskiajalta nykypäivään säilyneet astrolabit on tehty pronssista, kuparista tai muista metalleista yläluokan edustajille. Historioitsijat ja arkeologit olettavat kuitenkin, että astrolabeja on tehty runsaasti myös puusta, mutta ne eivät ole kestäneet aikaa.

Halpoja ja yksinkertaisia puisia astrolabeja on valmistettu vain joihinkin tiettyihin tehtäviin. Esimerkiksi arkkitehdille on riittänyt astrolabi, jolla voi laskea korkeuksia ja kulmia sekä määrittää päivämäärän ja kellonajan.

Tavalliset puusepätkin osasivat rakentaa yksinkertaisia astrolabeja, ja ympäri Eurooppaa nousi työpajoja, joissa mestarit rakensivat astrolabeja ja muita mittalaitteita hitaasti kasvavalle kaupunkien porvaristolle.

Pariisissa ranskalainen Jean Fusoris tajusi 1300-luvun lopussa, että astrolabien kehittämisen ja parannusehdotusten keksimisen sijaan hänen kannattaisi ennemmin alkaa valmistaa ja myydä niitä itse. Hänen yksinkertaisia ja kauniita astrolabeja valmistavasta yrityksestään tulikin Euroopan suurin tähtitieteellisten instrumenttien valmistaja.

Jos asiakas tilasi puusepältä itselleen astrolabin, puusepät joutuivat yleensä turvautumaan astrolabioppaisiin, joista monet oli käännetty arabiasta.

Oppaiden määrässä on nähtävissä astrolabien suosion kasvu: 1200-luvun loppuun mennessä astrolabista oli kirjoitettu 10 historioitsijoiden tuntemaa teosta, mutta 1400-luvun alkuun mennessä luku yli kymmenkertaistui. Yksi niistä oli Chaucerin opas.

Astrolabi avarsi maailmaa

Vaikka astrolabilla oli periaatteessa paljon käyttömahdollisuuksia myös merenkulussa, eurooppalaiset merenkävijät eivät alkuun olleet juurikaan kiinnostuneita siitä, sillä he olivat tottuneet navigoimaan Pohjantähden avulla.

Kun portugalilaiset tutkimusmatkailijat vuonna 1474 ylittivät päiväntasaajan, Pohjantähti kuitenkin katosi horisontin taa. Siksi portugalilainen prinssi Henrik Purjehtija perusti vuonna 1484 työryhmän miettimään, miten astrolabia voisi parhaiten hyödyntää myös merenkulussa.

Kehitystyön tuloksena portugalilaiset poistivat laitteesta paikallista tähtitaivasta kuvaavan vaihdettavan sisälevyn, jolloin voimakkaat merituulet pääsivät puhaltamaan laitteen läpi heiluttamatta sitä ja mittauksista tuli tarkempia.

Astrolabeista tehtiin myös isompia ja vankempia käyttämällä materiaalina pronssi- ja kupariseoksia, jotka kestivät suolaa ja kosteutta ruostumatta ja vääntymättä. Näin syntyivät meriastrolabit.

Meriastrolabi todisti arvonsa vuonna 1487, kun portugalilainen tutkimusmatkailija Bartolomeu Dias sai tehtäväkseen purjehtia Afrikan eteläkärjen ympäri etsimään meritietä Intiaan.

Yksikään eurooppalainen ei ollut aiemmin onnistunut mahdottomalta vaikuttavassa tehtävässä, eikä uudesta astrolabistakaan ollut apua, kun Diasin pieni kolmen aluksen laivasto joutui kovaan myrskyyn, joka uhkasi murskata laivat Etelä-Afrikan rannikon teräviä riuttoja vasten.

Laivat heittelehtivät myrskyssä 13 päivän ajan, kunnes kukaan ei enää tiennyt, missä he olivat. Tammikuussa 1488, kun myrsky oli laantunut, Dias otti kuitenkin astrolabin avulla kurssin kohti etelää, missä hän uskoi ennen pitkää kohtaavansa itään vievät tuulet.

Ratkaisu oli uhkarohkea, mutta Dias luotti siihen, että astrolabimittausten avulla hän voisi laskea tarkasti, kuinka pitkälle hän uskaltaisi purjehtia ennen kuin joutuisi liian kauas Afrikan rannikosta. Liian kaukana riskinä oli ajautua aavalle Intian valtamerelle, jolloin laivat eivät pystyisi enää hankkimaan ajoittain maista raikasta juomavettä.

Reilun kuukauden päästä tähystäjä saattoi lopulta 3. helmikuuta 1488 huutaa kaivatut sanat: ”Maata näkyvissä!” Dias oli kiertänyt Afrikan eteläkärjen ja oli nyt Hyväntoivonniemen itäpuolella.

Atlantin ylittäminen helpottui

Uroteko nosti Diasin kuuluisuuteen ja avasi aivan uuden maailman eurooppalaisille tutkimusmatkailijoille. Sen ansiosta myös astrolabista tuli ensin portugalilaisten ja vähitellen muunmaalaistenkin merenkulkijoiden vakiovaruste.

Kristoffer Kolumbuksella oli astrolabi mukana Amerikan-matkallaan vuonna 1492, ja Vasco da Gama käytti suurta puista astrolabia purjehtiessaan Saint Helena Bayn lahteen Etelä-Afrikkaan vuonna 1497. Fernão de Magalhães lähti historialliselle maailmanympäripurjehdukselle vuonna 1519 mukanaan peräti seitsemän astrolabia, joista kuusi oli metallisia ja yksi puinen.

Maailmankartta tarkentui astrolabin ansiosta, ja reittien varmistuessa matka-ajat lyhenivät merkittävästi. Astrolabi myös helpotti huomattavasti purjehduksia Atlantin valtameren yli.

Kun Euroopasta lähdettiin Karibian siirtokuntiin, purjehdittiin ensin Azoreille tai Kap Verden saarille täydentämään vesivarastoja loppumatkaa varten, ja sieltä jatkettiin etelään, kunnes saavuttiin määränpään leveysasteelle.

Sitten otettiin kurssi suoraan kohti länttä, ja oikealla leveysasteella pysyminen avomerellä varmistettiin päivittäisillä astrolabimittauksilla. Menetelmä oli ehkä kömpelöhkö, mutta se toimi ja helpotti huomattavasti kauppaa merentakaisten siirtokuntien kanssa.

Astrolabi korvautui neljällä laitteella

Astrolabi oli vuosisatojen ajan maailman ehkä tärkein tieteellinen instrumentti. Vähitellen kävi kuitenkin ilmi, että silloisessa ”älykännykässä” oli kuitenkin myös ongelmia, joiden takia se ei aina ollutkaan niin älykäs, ja ajan mittaan sen korvaajaksi kehitettiin uusia tarkempia tai käytännöllisempiä laitteita.

Keskiajalla astrolabin sijaan alettiin yhä useammin käyttää mekaanisia kelloja, ja 1300-luvulta alkaen rakennettiin korkeita kellotorneja, joista kaikki alueen asukkaat pystyivät helposti tarkastamaan, mitä kello oli.

Kun hollantilainen Christiaan Huygens vuonna 1656 kehitti pienen heilurikellon, jollaisen pystyi hankkimaan yksityiskoteihin, astrolabin päivät aikarautana olivat lopullisesti ohi.

Kekseliäät maanmittaajat olivat jokunen vuosikymmen aiemmin lisänneet astrolabeihinsa kaukoputken ja tulleet siten rakentaneeksi ensimmäiset teodoliitit eli kulmanmittauslaitteet, joiden avulla on erittäin helppo mitata esimerkiksi etäisyyksiä ja maastonmuotoja.

Meriastrolabi piti pintansa vielä yli sata vuotta, kunnes senkin korvasi lopulta sekstantti. Sekstantti oli 1730-luvulla syntynyt astrolabin kehittyneempi jälkeläinen, joka oli astrolabia tarkempi ja sopi paremmin tarkkojen mittausten tekemiseen keinuvalla laivan kannella.

Astrolabi oli ollut liki tuhannen vuoden ajan korvaamaton apuväline kaikille tähtitieteilijöistä merenkulkijoihin ympäri maailmaa, ja se oli mahdollistanut siirtomaaimperiumien rakentamisen uuteen maailmaan, mutta nyt sen aikakausi oli päättynyt.